Alt ünite aşı

Bir alt ünite aşı veya alt birim aşısı patojenin antijenik olan veya koruyucu bir bağışıklık tepkisi ortaya çıkarmak için gerekli olan saflaştırılmış kısımlarını içeren bir aşıdır. bu durumda rekombinant alt ünite aşısıdır.

Bir "alt ünite" aşı, canlı zayıflatılmış veya inaktif aşıdan farklı olarak patojenin tamamını içermez, sadece protein, polisakkarit Aşı, patojenin "canlı" bileşenlerini içermediğinden, hastalığın bulaşma riski yoktur ve tüm patojenleri içeren aşılardan daha güvenli ve daha stabildir. (insan papilloma virüsü), Flublok (grip), Shingrix (herpes zoster) ve Nuvaxovid (koronavirüs hastalığı 2019) bulunmaktadır.

Enjeksiyondan sonra antijenler, yabancı maddelerin tanınması ve nötralize edilmesinden sorumlu olan antijene özgü antikorların üretimini tetikler. Rekombinant alt ünite aşılarının temel bileşenleri arasında rekombinant alt üniteler, adjuvanlar ve taşıyıcılar bulunmaktadır. Ayrıca, rekombinant alt ünite aşıları, bulaşıcı hastalıklara (örneğin tüberküloz, dang ) karşı aşıların geliştirilmesi için popüler adaylardır.

Rekombinant alt ünite aşıların enjeksiyon için güvenli olduğu düşünülmektedir. Advers etki olasılığı, uygulanan spesifik aşı türüne bağlı olarak değişir. Küçük yan etkiler arasında enjeksiyon bölgesinde ağrı, ateş ve halsizlik yer alırken ciddi advers etkiler arasında anafilaksi ve potansiyel olarak ölümcül alerjik reaksiyon bulunmaktadır. Kontrendikasyonlar da aşıya özeldir; aşıların herhangi bir bileşenine karşı daha önce anafilaksi öyküsü olan kişiler için genellikle önerilmez. Herhangi bir aşı yaptırmadan önce tıp uzmanlarından tavsiye alınmalıdır.

Keşif
İnsanlar üzerinde klinik deneylerle onaylanan ilk alt ünite aşı, enfekte hastalardan alınan hepatit B virüsünün yüzey antijenlerini içeren ve aşı güvenliğini artırmayı ve birey plazması yoluyla olası kontaminasyonu ortadan kaldırmayı amaçlayan yeni geliştirilen teknoloji ile ayarlanan hepatit B aşısıdır.

Mekanizma
Alt ünite aşılar, güçlü ve etkili bir bağışıklık tepkisi oluşturmak için kombinasyonları dikkatle seçilen protein veya polisakkarit gibi patojen parçaları içerir. Bağışıklık sistemi patojenle sınırlı bir şekilde etkileşime girdiği için yan etki riski minimumdur. Etkili bir aşı, antijenlere karşı bağışıklık yanıtını ortaya çıkaracak ve patojenlerin hızlı bir şekilde tanınmasını ve gelecekteki enfeksiyonlara hızlı yanıt verilmesini sağlayan immünolojik hafıza oluşturacaktır.

Bir alt ünite aşıda kullanılan spesifik antijenlerin, bir patojen sınıfı için ortak olan patojenle ilişkili moleküler kalıplardan yoksun olabilmesi bir dezavantajdır. Bu moleküler yapılar bağışıklık hücreleri tarafından tehlikenin tanınması için kullanılabilir, bu nedenle bunlar olmadan bağışıklık tepkisi daha zayıf olabilir. Diğer bir dezavantaj ise antijenlerin hücreleri enfekte etmemesidir, bu nedenle alt ünite aşılara verilen bağışıklık yanıtı hücre aracılı değil sadece antikor aracılı olabilir ve sonuç olarak diğer aşı türleri tarafından ortaya çıkarılanlardan daha zayıftır. Bağışıklık yanıtını artırmak için, alt ünite aşılarla birlikte adjuvanlar kullanılabilir veya takviye dozlar gerekebilir. Virüsler gibi büyük protein toplulukları genellikle yapı taşı olarak az sayıda protein alt ünitesi kullanır. Rekombinant bir protein aşısı oluşturmanın kilit adımı, patojenin çoğalmasını sağlayan virüs veya bakteri parçalarını dahil etmeden, güçlü ve etkili bir bağışıklık tepkisini tetiklemesi muhtemel bir protein alt ünitesinin patojenden tanımlanması ve izole edilmesidir. Bir virüsün protein kabuğunun veya kapsidinin parçaları genellikle uygundur. Amaç, protein alt ünitesinin patojenin eylemini değil ama görünümünü taklit ederek bağışıklık sistemi tepkisini başlatmasıdır. Bir başka protein temelli yaklaşım ise birden fazla protein alt ünitesinin virüs benzeri bir parçacık (VBP) veya nanopartikül halinde kendi kendine birleşmesini içerir. Aşının yüzeyinin bütün bir virüs partikülüne benzerliğini artırmanın amacı (ancak yayılma kabiliyetini değil) daha güçlü bir bağışıklık tepkisini tetiklemektir.

Protein alt ünite aşıları genellikle, bir organizmanın gen ifadesini manipüle ederek büyük miktarlarda rekombinant gen ifade etmesini sağlayan protein üretimi yoluyla yapılır. İlgili aşıya bağlı olarak geliştirme için çeşitli yaklaşımlar kullanılabilir.

Protein bazlı aşılar hepatit B ve insan papilloma virüsü (HPV) için kullanılmaktadır. COVID-19 için protein bazlı aşılar ya spike proteinini ya da reseptör bağlama alanını hedef alma eğilimindedir.

Polisakkarit alt ünitesi
Salmonella enterica'nın Typhi serotipinin neden olduğu tifoya karşı vi kapsüler polisakkarit aşısı (ViCPS). Vi antijeni bir protein olmak yerine, bir lipide bağlı uzun bir şeker zincirinden oluşan bakteriyel bir kapsül polisakkarittir. ViCPS gibi kapsüler aşılar çocuklarda bağışıklık tepkilerini ortaya çıkarmada zayıf olma eğilimindedir. Polisakkariti bir toksoide bağlayarak konjuge aşı yapmak etkinliği artırır.

Konjuge aşı
Konjuge aşı, zayıf bir antijeni taşıyıcı olarak güçlü bir antijenle birleştiren ve böylece bağışıklık sisteminin zayıf antijene karşı daha güçlü bir yanıt vermesini sağlayan bir aşı türüdür.

Peptit alt ünitesi
Peptit bazlı bir alt ünite aşı, tam bir protein yerine bir peptit kullanır. Peptit bazlı alt ünite aşı, kitlesel üretim için kolay ve uygun fiyatlı olması gibi birçok nedenden dolayı çoğunlukla kullanılmaktadır. Buna ek olarak, en yüksek stabilite, saflık ve açık kompozisyona sahiptir. Peptit alt ünite aşısının oluşturulmasına giden üç adım vardır;

Epitop tanıma
Epitop optimizasyonu
Peptit bağışıklığının iyileştirilmesi

Özellikler
Geleneksel zayıflatılmış aşılar ve inaktive aşılarla karşılaştırıldığında, rekombinant alt ünite aşılar aşağıdaki özel niteliklere sahiptir:

Aşı içinde istenmeyen maddelerin bulunma olasılığını büyük ölçüde azaltan açıkça tanımlanmış bileşimler içerirler.
Aşıda sadece insan vücudunu istila edemeyen ve çoğalamayan patojen parçaları bulunduğundan patojeniteleri en aza indirilmiştir.
Daha iyi güvenlik profillerine sahiptirler ve bağışıklık sistemi baskılanmış hastalara uygulanmaya uygundurlar.
Uzun süreli bağışıklığın korunması için hastaların takviye dozlar alması gerekecektir.
Alt ünitelerin yetiştirilmesi için uygun hücre hatlarının seçimi zaman alıcıdır çünkü mikrobiyal proteinler belirli ifade sistemleriyle uyumsuz olabilir.

Aktif bağışıklık, vücudun kendi savunma mekanizmasının, gerçek patojen tarafından enfekte edilmeden kendi antikorlarını ve hafıza hücrelerini üretmek için küçük, kontrollü miktarda patojenik maddeye maruz kalmasıyla tetiklenmesinin bir sonucu olarak aşılama yoluyla yapay olarak edinilebilir.

Birincil bağışıklık yanıtında yer alan süreçler aşağıdaki gibidir:

Aşılarda bulunan antijenlere ön maruziyet birincil yanıtı ortaya çıkarır. Enjeksiyondan sonra antijenler, fagositoz yoluyla dendritik hücreler ve makrofajlar gibi antijen sunan hücreler (ASH'ler) tarafından alınacaktır.
ASH'ler olgunlaşmamış B hücreleri ve T hücrelerinin bulunduğu lenf düğümlerine gidecektir.
ASH'lerin antijen işlemlerini takiben, antijenler, kompleksler oluşturmak için bileşim ve yapısal özelliklerine bağlı olarak hücrelerin hücre yüzeyindeki MHC sınıf I reseptörlerine veya MHC sınıf II reseptörlerine bağlanacaktır.
Sitotoksik CD8+ hücreleri litik moleküller salgılayarak ASH'ler tarafından kendilerine sunulan antijenleri içeren enfekte hücreleri doğrudan yok edebilirken yardımcı CD4+ hücreleri, B hücrelerini ve sitotoksik T hücrelerini aktive eden sitokinlerin salgılanmasından sorumludur.
B hücreleri, B hücresi reseptör sinyal yolu aracılığıyla T hücrelerinin yokluğunda aktivasyona uğrayabilir. IgG, IgE ve IgA dahil olmak üzere farklı antikorların oluşumu için B hücresi gelişimi sırasında izotip geçişi gerçekleşebilir.

Üretim
Rekombinant alt ünite aşıların üretim süreci aşağıdaki gibidir:

İmmünojenik alt ünitenin tanımlanması
Alt ünite ifadesi ve sentezi
Ekstraksiyon ve saflaştırma
Adjuvanların eklenmesi veya vektörlere dahil edilmesi
Formülasyon ve teslimat.

İmmünojenik alt ünitenin tanımlanması
Aday alt üniteler öncelikle immünojenikliklerine göre seçilecektir. İmmünojenik olmaları için, bağışıklık sisteminin farklı bileşenleri ile adaylar arasında reaksiyon oluşması için yabancı nitelikte ve yeterli karmaşıklıkta olmaları gerekir. Adaylar ayrıca boyut, işlevin doğası (örn. sinyal verme) ve hücresel konuma (örn. transmembran) göre seçilir. Bu süreç heterolog ifade olarak da bilinir.

Uygun bir ifade sistemi, çevrim sonrası değişimlerin gerekliliğine, maliyetlere, ürün ekstraksiyonunun kolaylığına ve üretim verimliliğine bağlı olarak seçilir. Hem lisanslı hem de rekombinant alt ünite aşıların geliştirilmesi için yaygın olarak kullanılan sistemler arasında bakteri, maya, memeli hücreleri, böcek hücreleri bulunmaktadır.

Bakteri hücreleri
Bakteri hücreleri klonlama işlemleri, genetik modifikasyon ve küçük ölçekli üretimler için yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulamaya ilişkin olarak, E.Coli dang aşısının ifade sistemi olarak kullanılmaktadır. ve bu da hücresel konformasyonel stres tepkilerini tetikleyebilir. Bu tür tepkiler, doğal protein konformasyonuna ulaşmada başarısızlıkla sonuçlanabilir, bu da serum yarı ömrünün ve immünojenikliğin potansiyel olarak azalması anlamına gelir. Bununla birlikte, memeli hücrelerinin etkinliği epigenetik gen susturma ve agresom oluşumu (rekombinant protein agregasyonu) ile sınırlı olabilir.

Bu sınıfın en belirgin örneği SHINGRIX için rekombinant varisella zoster virüsü yüzey glikoproteini (gE) antijeni sentezinde kullanılan Çin hamsterı yumurtalık (CHO) hücreleridir. Memeli hücrelerine benzer şekilde, ifade edilen proteinler çoğunlukla çözünür, doğru katlanmış ve biyolojik olarak aktiftir. Bununla birlikte, daha yavaş büyüme hızına sahiptir ve bakteri ve mayadan daha yüksek maliyetli büyüme ortamı gerektirir ve toksikolojik riskler taşır. ve Flublok Quadrivalent (dört influenza virüsü suşundan hemaglutinin (HA) proteinleri) bulunmaktadır. Bununla birlikte, gerçekleştirilen nihai ekstraksiyon ve saflaştırma işlemi büyük ölçüde seçilen ifade sistemine bağlıdır. Daha fazla bilgi için lütfen alt ünite ifadesi ve sentezi bölümüne bakınız.

Adjuvanların eklenmesi
Adjuvanlar, rekombinant alt ünite aşıların immünojenisitesini artırmak için eklenen malzemelerdir.

Adjuvanlar aşıya karşı adaptif yanıtın büyüklüğünü artırır ve her bir spesifik patojen için en etkili bağışıklık biçimlerinin aktivasyonuna rehberlik eder (örneğin T hücresi hafızasının oluşumunu artırmak). Adjuvanların eklenmesi, doz koruma ve nihai aşı formülasyonunun stabilizasyonu gibi faydalar sağlayabilir. ve poli-laktik-ko-glikolik asit (PLGA)

Polimer bazlı teslim sistemleri, GI kanalında bozulmaya karşı daha fazla direnç, kontrollü antijen salınımı, bağışıklık hücreleri tarafından daha fazla partikül alımı ve sitotoksik T hücresi yanıtlarını indükleme yeteneğinin artması gibi avantajlar sağlar.
Bağışıklık sistemi baskılanmış hastalar için güvenli
Koşullardaki değişikliklere dayanabilir (örn. sıcaklık, ışığa maruz kalma, nem) Bununla birlikte, aşılama sonrasında ateş, yorgunluk ve baş ağrısı ile birlikte enjeksiyon bölgesinde sertleşme ve şişme gibi hafif lokal reaksiyonlarla karşılaşılabilir. Şiddetli aşırı duyarlılık reaksiyonları ve anafilaksi oluşumu nadirdir, ancak bireylerin ölümüne yol açabilir. Advers etkiler, fiziksel sağlık durumlarına, yaşlarına, cinsiyetlerine ve genetik yatkınlıklarına bağlı olarak popülasyonlar arasında farklılık gösterebilir.

Rekombinant alt ünite aşıları, daha önce antijenlere veya aşıların diğer bileşenlerine karşı alerjik reaksiyonlar ve anafilaksi yaşamış kişiler için kontrendikedir. Ayrıca, hastalıklı durumda olan kişilere ve hamilelik sırasında aşı uygulanırken önlemler alınmalıdır;

HBsAg'ye karşı antikor konsantrasyonunun ≥10mIU/mL olmasının hepatit B enfeksiyonuna karşı koruma sağladığı kabul edilmektedir.

Cervarix, GARDASIL ve GARDASIL9 HPV enfeksiyonuna karşı koruma için ruhsatlandırılmış üç rekombinant alt ünite aşısıdır. Hastaları korudukları suşlar bakımından farklılık gösterirler; Cervarix tip 16 ve 18'e karşı koruma sağlarken, ve Gardasil 9 sırasıyla tip 6, 11, 16, 18, 31, 33, 45, 52, 58'e karşı koruma sağlar.

Gardasil, Gardasil 9'un piyasaya sürülmesinin ardından 8 Mayıs 2017'de ABD'de kullanımdan kaldırılmıştır ve Cervarix de 8 Ağustos 2016'da ABD'de gönüllü olarak geri çekilmiştir.

Grip
Flublok Quadrivalent, influenzaya karşı aktif bağışıklama için lisanslı bir rekombinant alt ünite aşısıdır. Bakulovirus-böcek ekspresyon sistemi kullanılarak saflaştırılmış ve ekstrakte edilmiş dört influenza virüsü suşunun HA proteinlerini içerir. Dört viral suş her yıl Birleşik Devletler Halk Sağlığı Servisi (USPHS) gerekliliklerine göre standardize edilmektedir.

Herpes Zoster
SHINGRIX, varisella zoster virüsü (VZV) spesifik bağışıklığının azalmasıyla gelişme riski artan zonaya karşı koruma için lisanslı bir rekombinant alt ünite aşısıdır. Aşı, CHO hücrelerinden elde edilen ve AS01B adjuvan süspansiyonu ile rekonstitüe edilecek olan VZV gE antijen bileşenini içerir.

COVID-19
NUVAXOVID, SARS-CoV-2 enfeksiyonunun önlenmesi için ruhsatlandırılmış bir rekombinant alt ünite aşısıdır. Pazar izni 20 Aralık 2021 tarihinde verilmiştir. Aşı, bakulovirüs ekspresyon sistemi kullanılarak üretilen ve sonunda Matrix-M adjuvanı ile adjuvan edilen SARS-CoV-2 spike proteinini içerir. ve daha sonra çocuk felci, kızamık ve çeşitli bulaşıcı hastalıklara karşı aşıların üretilmesine yol açmıştır. Kapsüler polisakkarit ve proteinler gibi immünolojik belirteçler kullanılarak konjuge aşılar da geliştirilmiştir. kedi lösemisi ve COVID-19 için geliştirilmektedir.

Alt ünite aşıların sadece SARS-COV-2 için değil, aynı zamanda sıtma, tetanos, salmonella enterica ve diğer hastalıklara karşı gelişen bağışıklamalar için de etkili olduğu düşünülmektedir.

COVID-19
COVID-19'a karşı insan aşısı olarak heterolog bir SARS-CoV reseptör bağlayıcı alan (RBD) rekombinant proteini geliştirme olasılığını araştırmak için araştırmalar yapılmıştır. Teori, SARS-CoV hastalarından alınan nekahet serumunun SARS-CoV-2'yi (COVID-19 için karşılık gelen virüs) nötralize etme yeteneğine sahip olduğuna ve SARS-CoV ile SARS-CoV-2 spike ve RBD proteini arasındaki amino asit benzerliğinin yüksek (%82) olduğuna dair kanıtlarla desteklenmektedir.

Kaynakça